一种故障驱动的地区电网静态安全分析系统的制作方法
【专利说明】一种故障驱动的地区电网静态安全分析系统
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技术领域:
本发明涉及一种故障驱动的地区电网静态安全分析系统，属于电力系统自动化技术领域，适用于地区电网智能调控主站、智能集控主站和智能调配一体化主站，也适用于具备条件的智能配电主站(以下简称“主站”)。
[0002]【背景技术】:
电力系统静态安全分析简称“N-1扫描”，是对系统事故后(或预想事故发生后)电网的稳态运行情况进行分析(如发电机、线路开断后分析电网的安全性及安全裕度)。工程应用时，常对运行中的实时态电网(或某一研究态下的电网)，按照N-1原则，研究一个个元件退出运行后，是否会导致其它元件过载和节点电压越限，并为其中一些越限、过载提供可供选择的调整策略。
[0003]早期静态安全分析多采用交流潮流和直流潮流来判定系统安全性，但随着电网规模扩大，其实用性受到了巨大挑战。近些年，静态安全分析研究的两个关键点是如何减少待分析的(预想)事故数目和如何加快分析计算的速度。
[0004]目前，工程应用中的静态安全分析系统，有人工触发、周期触发和事件触发等几种启动方式。人工触发是由运行人员启动静态安全分析软件触发分析，这是最早使用的触发方式。人工触发的时机依赖运行人员的经验，何时触发、何种条件下触发，很难把握，因此在电网发生异常时，很可能错过最有价值的分析时间，难以及时发现系统的薄弱环节。周期触发是利用定时器，设置一个时间周期(比如15分钟)，时间到了就触发一次分析。周期触发可以减轻运行人员的压力，但仍然可能错过最有价值的分析时间，无法保证及时的发现系统的薄弱环节。为解决人工触发、周期触发的不足，事件触发应运而生。事件触发是周期性捕捉系统中的开关变位信息，把一个时间片内电网中所有的开关变位作为一个事件，来触发分析。当前，电网系统规模很大，系统中开关变位多且频繁，运行静态安全分析系统的服务器计算压力很大，故现场一般不设置“事件驱动”，其实用化水平受到很大限制。
[0005]另外，无论使用何种方式触发，N-1扫描分析计算得到的结果，多以列表的方式展示，值班员很难迅速掌握所有列表信息，对当前电网的安全性缺少一个量化的概念。
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【发明内容】
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本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种由电网故障设备和关联变位开关作为事件，来驱动静态安全分析系统完成快速分析计算，并引入风险评估的方法，为电网安全性评分，评估电网当前安全性等级，缩小了计算的范围和次数，大大降低了运行静态安全分析系统服务器的计算压力，大大提高了静态安全分析系统的工程实用性的故障驱动的地区电网静态安全分析系统。
[0007]本发明的目的可以通过如下措施来达到:一种故障驱动的地区电网静态安全分析系统，其特征在于其由故障在线分析子系统、静态安全分析子系统和风险计算子系统构成；
(1)故障在线分析子系统下载主站汇集的告警信息，分析得到电网运行中发生了故障；
(2)故障在线分析子系统分析出故障，汇集所有的故障设备或疑似故障设备和变位开关，形成故障设备列表和变位开关列表，作为启动事件，通过远程调用传递给静态安全分析子系统；
(3)静态安全分析子系统启动，开始分析计算；
(4)静态安全分析子系统计算结束，通过远程调用，启动风险计算子系统；
(5)风险计算子系统启动计算过程，计算电网当前风险值；
(6)人机接口展示结果，包括故障设备、跳闸开关、关联保护动作信息、过载设备、电压越限的母线和电网风险值；
(7)故障在线分析子系统继续下载主站汇集的告警信息，分析得到电网运行中未发生故障，不启动(2)、(3)、(4)、(5)、(6)的处理；
(8)故障在线分析子系统继续下载主站汇集的告警信息，分析电网运行中是否发生故障，有故障，启动(2)、(3)、(4)、(5)、(6)的处理;无故障，按(7)处理。
[0008]为了进一步实现本发明的目的，所述的故障在线分析子系统从主站下载各种告警信息，先过滤检修、调试、冷备用设备产生的告警信息，再检出告警信息中与电网故障有关的保护信息和开关变位信息，判定电网发生故障，并通过预置的“保护一一设备”关联关系，辅以拓扑分析，判定故障设备或疑似故障设备，再汇集相关的变位开关，生成故障设备列表、变位开关列表，将它们作为启动事件，通过远程调用传递给静态安全分析子系统，驱动静态安全分析子系统进行计算；同时，故障在线分析子系统将故障信息发送给告警显示界面；
所述的故障在线分析子系统调用设备评价，设备评价结合设备的故障历史记录，给予设备一个“正常”、“注意”、“异常”或“紧急”的状态，并更新设备信息数据库;设备信息数据库中设备的状态或解除人工置入标志通过“状态置入”进行修改;置入的状态有“停用”、“冷备用”、“检修”、“调试”四种;置入“停用”、“冷备用”、“检修”、“调试”的设备，不参与风险计算；
所述的静态安全分析子系统使用故障设备列表和变位开关列表启动分析计算，计算结果输送到过载越限界面展示；
所述的静态安全分析子系统调用故障损失计算，计算电网当前故障情况下的实际故障损失，当前运行设备的越限、过载百分比，再更新到设备信息数据库;再将电网正常运行的设备，按照N-1原则，进行故障损失计算，计算每个设备预想故障后的预想故障损失、过载百分比、越限百分比，保存到设备信息数据库；
所述的静态安全分析子系统调用设备评价，设备评价结合设备越限、过载的历史记录，给予设备一个“正常”、“注意”、“异常”或“紧急”的状态，并更新设备信息数据库;若故障分析子系统和静态安全分析子系统对同一设备的状态做出不同评价，取后果严重的状态为准;静态安全分析子系统完成分析计算，通过远程过程调用启动风险计算；
所述的风险计算子系统中风险定义工具用来定义设备平均故障率、电网风险等级、风险等级扣分值、故障损失扣分值、设备过载扣分值、设备电压越限扣分值；
所述的设备平均故障率的取值范围是(0，1);
所述的电网风险等级设为νι、ν、?ν、ΙΠ、Π、Ι六个级别，I级风险最高;每个风险等级对应一个风险等级扣分值，风险等级扣分值是一个分值范围；
所述的故障损失有两种，一种是实际故障损失，一种是预想故障损失，其扣分值都是综合损失负荷、停电用户数、停电用户等级对应的一个扣分值；
所述的设备过载扣分值是
1)为35kV/110kV/220kV/500kV线路过载按照过载百分比定义扣分值；
2)为35kV/l10kV/220kV主变过载按照过载百分比定义扣分值；
所述的设备电压越限扣分值是为10kV/35kV/110kV/220kV母线越限按照越限百分比定义扣分值；
风险定义工具定义的所有信息保存到风险定义文件中；
所述的风险计算子系统启动时读取风险定义文件中的信息，当风险计算子系统接收到静态安全分析子系统的计算指令，从设备信息数据库中读取:
(1)电网实际故障损失；
(2)电网中运行设备的状态、故障过载/越限百分比、预想故障损失、预想过载/越限百分比；
读取上述信息后，风险计算子系统进行计算:
1)按电网实际故障损失，计算得到扣分值I;
2)遍历电网运行设备，计算其故障过载、故障越限扣分值，计算方